آنالیز ارتعاشی یک پانل کامپوزیت با استفاده از المان محدود اتفاقی: رویکرد ماتریس تصادفی

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه تبریز - دانشکده مهندسی عمران

2 عضو هیئت علمی دنشگاه تبریز

10.22034/ceej.2025.65648.2414

چکیده

مدل‌سازی سیستم‌های دینامیکی عموما نیازمند استفاده از روش‌های مدل‌سازی عددی با دقت بالا جهت کاهش خطاهای موجود در محاسبات می‌باشند. با این حال اگر یک سیستم دینامیکی نسبت به عدم‌قطعیت های موجود در مدلسازی عددی و اندازه‌گیری‌های عملی حساسیت بالایی داشته باشد، جهت حصول پاسخ‌های دقیق این سیستم، به روش‌های مدل‌سازی جدیدتر و دقیق‌تری نیاز خواهد بود. یکی از چالش‌های اساسی ناشی از وجود عدم‌قطعیت در مسائل مهندسی در دسترس نبودن پارامتر صریحی برای توصیف رفتار سیستم جهت تحلیل دقیق می‌باشد. مشکلات ناشی از عدم‌قطعیت در مدل‌سازی، به‌خصوص در سازه‌هایی که در ساخت آنها از مواد کامپوزیتی استفاده شده است بیشتر نمود پیدا می‌کند. در تحقیق حاضر، شیوه مناسبی برای ارزیابی پارامترهای عدم‌قطعیت جهت دستیابی به پاسخ‌های دقیق سیستم دینامیکی مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور یک مدل آزمایشگاهی از یک پانل کامپوزیتی تهیه گردید و همچنین رفتار دینامیکی آن به‌صورت عددی نیز مدل‌سازی شد. بدین منظور استفاده از مفهوم ماتریس‌های تصادفی جهت درنظر گرفتن پارامترهای عدم‌قطعیت در رفتار دینامیکی مدل، پیشنهاد و بررسی گردید و به‌منظور ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی، نتایج حاصل از مدل عددی مربوطه با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردید. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که روش ماتریس تصادفی ویشارت به‌طور قابل‌قبولی پارامترهای عدم‌قطعیت مورد نظر در پاسخ دینامیکی سیستم را ارزیابی و ردگیری می‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Vibration Analysis of a Composite Panel Using Stochastic Finite Element Method: A Random Matrix Approach

نویسندگان [English]

  • ata aghayi 1
  • Alireza Mojtahedi 1
  • Mohammad Ali Lotfollahi-Yaghin 2
  • mohsen kouhi 1
1 faculty of civil engineering - university of tabriz
2 Faculty of civil engineering - university of tabriz
چکیده [English]

Modeling dynamic systems generally requires the use of high-accuracy numerical modeling methods to minimize computational errors. However, if a dynamic system exhibits high sensitivity to uncertainties in numerical modeling and practical measurements, newer and more accurate modeling approaches are needed to achieve precise results. One of the fundamental challenges arising from uncertainty in engineering problems is the lack of explicit parameters to accurately describe system behavior for detailed analysis. The impact of uncertainty in modeling becomes more pronounced in structures made of composite materials. In the present study, an appropriate method for evaluating uncertainty parameters to achieve accurate responses of dynamic systems is investigated. For this purpose, a laboratory model of a composite panel was prepared, and its dynamic behavior was also numerically modeled. The concept of random matrices was employed to account for the uncertainty parameters in the dynamic behavior of the model. To assess the performance of the proposed method, the numerical model results were compared with the experimental results. The findings of this research demonstrate that the Wishart random matrix method effectively evaluates and tracks the desired uncertainty parameters in the dynamic response of the system.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Stochastic Finite Element Method
  • Vibration Analysis
  • Wishart Random Matrix
  • Composite Panel